[发明专利]具有对运动引起的扩散梯度不一致性的修正的DTI

说明书

本发明涉及一种对放置在MR设备(1)的检查体积中的对象(10)进行MR成像的方法。因此，本发明的一个目的是实现具有最小化的由运动引起的扩散编码的变化导致的伪影的扩散张量成像(DTI)。本发明的方法包括以下步骤：‑使所述对象(10)经受多回波成像序列的至少一次击发，通过所述击发生成回波信号的队列，其中，所述多回波成像序列包括扩散梯度；‑采集针对不同扩散梯度的回波信号；‑在所述回波信号的采集期间检测所述对象(10)的运动；‑基于检测到的运动来确定所述对象(10)的多个运动状态，其中，所述对象(10)在每个检测到的运动状态下都是静止的；‑分别针对所述对象(10)的检测到的运动状态来确定扩散梯度相对于所述对象(10)的参照系的方向；并且‑通过将所述扩散梯度的所述相对运动方向上的运动引起的变化作为额外施加的方向对待来针对所确定的扩散梯度的相对方向来根据所采集的回波信号导出扩散系数。此外，本发明涉及用于执行该方法的MR设备以及要在MR设备上运行的计算机程序。

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像的领域。其涉及一种对象的MR成像的方法。本发明还涉及MR设备并且涉及要在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

当今广泛地使用图像形成MR方法，其利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像，特别是在医学诊断的领域使用，因为对于对软组织的成像，它们相对于其他方法在许多方面是有优势的，不需要电离辐射并且通常是非侵入性的。

根据一般的MR方法，对象，例如要被检查的患者的身体，被布置于强的均匀的磁场中，所述磁场的方向同时定义的测量所基于的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场产生取决于磁场强度的针对个体核自旋不同的能级，所述能级可以通过施加具有限定频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)而被激发(自旋共振)。从宏观的视角，个体核自旋的分布产生总体磁化，其可以通过施加合适的频率的电磁脉冲(RF脉冲)而被偏离出平衡态，使得自旋执行关于z轴的进动。进动描绘锥形的表面，其孔径角被称为翻转角。翻转角的幅度依赖于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋被从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。

在RF脉冲结束后，磁化弛豫回初始的平衡态，其中，z方向的磁化以第一时间常数T1(自旋晶格弛豫或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的磁化以第二时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化可以借助于接收RF线圈检测到，其以如下的方式在MR设备的检查体积内被布置和取向，使得磁化的变化在垂直于z轴的方向被测量。横向磁化的衰减伴随有，例如，在施加90°脉冲之后，核自旋(由磁场不均匀性引起的)从具有相同相位的有序状态到所有相位角均匀地分布的状态(失相)的转变。所述失相可以借助于重新聚焦脉冲(例如，180°脉冲)来补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。

为实现身体中的空间分辨，沿着主轴延伸的恒定磁场梯度被叠加到均匀磁场上，造成自旋共振频率的线性空间依赖性。在所述接收天线中拾取的信号则包括不同频率的分量，所述分量可以与所述身体/对象中的不同位置相关联。经由所述接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称作k空间数据。所述k空间数据通常包括用不同的相位编码采集的多条线。每条线都通过收集若干样本进行数字化。k空间数据的集合借助于图像重建算法而被转换成MR图像。

MR成像对扩散敏感。已知的扩散加权成像(DWI)技术通常通过使用包括扩散梯度的成像序列来执行，其中，质子(水分子)沿着扩散梯度的方向的扩散减小了所采集的MR信号的幅度。扩散张量成像(DTI)是一种更复杂的DWI形式，其允许确定扩散的幅度和方向。例如，DTI使得能够在MR脑成像中对白质纤维进行可视化，并且能够映射白质中的与脑梗塞、多发性硬化症、癫痫等疾病相关的细微变化。所谓的部分各向异性(FA)提供了关于MR图像的每个体素位置处的扩散张量的形状的信息。FA是根据扩散张量的特征值的方差来确定的。因此，FA反映了给定图像位置处各向同性和线性扩散之间的差异。最近已经开发了一种称为扩散张量示踪成像术(DTT)的技术作为DTI的变体。这种技术使得能够非侵入性地跟踪大脑中的神经纤维。通过跟踪假定对应于纤维的纵轴的最快扩散方向来重建白质纤维轨迹。